復(fù)合材料具有比強度高、耐腐蝕等特點,是輕質(zhì)高效結(jié)構(gòu)設(shè)計的理想材料。本文研究了復(fù)合材料層合板與金屬板的單釘單剪連接結(jié)構(gòu)與單釘雙剪連接結(jié)構(gòu),分析了不同建模方式對連接結(jié)構(gòu)有限元分析模型的影響,討論了多種因素對連接強度的影響。對T300-3K/0164復(fù)合材料層合板與金屬板M6單釘單剪連接結(jié)構(gòu)進行了拉伸強度實驗,建立了單釘單剪連接模型。討論了不同螺栓建模方式、不同預(yù)緊力施加方式和不同失效準則對計算結(jié)果的影響。最終連接模型的拉伸強度計算值與準靜態(tài)拉伸試驗結(jié)果基本吻合,誤差為3.10%。對不同孔徑下的復(fù)合材料層合板與金屬板單釘單剪連接結(jié)構(gòu)進行了拉伸強度試驗。建立了不同螺栓半徑的單釘單剪連接有限元模型,得到了不同螺栓半徑下的較優(yōu)預(yù)緊力。連接強度計算結(jié)果與試驗數(shù)據(jù)吻合較好。對M4-M8的螺栓,合適的擰緊力矩可使連接強度提高0.91%到14.18%,同時也可以提高壓縮分層失效發(fā)生時的載荷。復(fù)合材料層合板與金屬板之間的摩擦系數(shù)增大會減小復(fù)合材料層合板的基體損傷面積。當(dāng)摩擦系數(shù)為0.25時,可將M6連接強度提高1.95%。增大墊片半徑可在一定程度上減小預(yù)緊力和二次彎曲效應(yīng)對層合板造成的損傷,提高連接強度。當(dāng)墊...

【文章頁數(shù)】：101 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 復(fù)合材料概述
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 本文的研究內(nèi)容
第二章 復(fù)合材料層合板宏觀力學(xué)分析方法
    2.1 經(jīng)典層合板理論
    2.2 復(fù)合材料層合板的本構(gòu)關(guān)系
    2.3 應(yīng)力轉(zhuǎn)軸公式
    2.4 本章小結(jié)
第三章 復(fù)合材料漸進損傷分析方法及接觸算法
    3.1 漸進失效算法
    3.2 失效準則
        3.2.1 最大應(yīng)力準則
        3.2.2 Tsai-Hill失效準則
        3.2.3 Hoffman準則
        3.2.4 Tsai-Wu準則
        3.2.5 Hashin失效準則
    3.3 剛度退化模型
    3.4 接觸算法
        3.4.1 接觸檢測
        3.4.2 接觸約束
        3.4.3 庫倫摩擦模型
        3.4.4 主-從面控制
    3.5 小結(jié)
第四章 復(fù)合材料層合板與金屬板單剪連接模型
    4.1 拉伸實驗
    4.2 有限元模型
        4.2.1 材料參數(shù)
        4.2.2 網(wǎng)格劃分
        4.2.3 邊界條件
        4.2.4 接觸屬性
        4.2.5 螺栓建模對模型計算結(jié)果的影響
        4.2.6 預(yù)緊力施加方式對模型計算結(jié)果的影響
        4.2.7 失效準則對模型計算結(jié)果的影響
    4.3 有限元模型驗證
    4.4 小結(jié)
第五章 單釘單剪連接模型強度研究
    5.1 擰緊力矩對連接強度的影響
        5.1.1 M4 螺栓單釘單剪模型
        5.1.2 M5 螺栓單釘單剪模型
        5.1.3 M6 螺栓單釘單剪模型
        5.1.4 M8 螺栓單釘單剪模型
        5.1.5 擰緊力矩對分層壓縮損傷的影響
    5.2 摩擦系數(shù)對連接強度的影響
    5.3 接觸面積對連接強度的影響
    5.4 鋪層方案對連接強度的影響
    5.5 鋪層順序?qū)�結(jié)構(gòu)強度的影響
    5.6 小結(jié)
第六章 單釘雙剪連接模型強度研究
    6.1 拉伸試驗
    6.2 有限元模型及算例驗證
    6.3 損傷擴展分析
    6.4 螺栓建模方式對結(jié)構(gòu)強度的影響
    6.5 預(yù)緊力施加方式對結(jié)構(gòu)強度的影響
    6.6 預(yù)緊力對結(jié)構(gòu)強度的影響
    6.7 結(jié)構(gòu)連接方式對結(jié)構(gòu)強度的影響
    6.8 小結(jié)
總結(jié)與展望
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間取得的學(xué)術(shù)成果
致謝



本文編號：4053931